JP5810275B2 - Motor drive device - Google Patents

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Description

本発明は、走行台車の駆動に適したモータ駆動装置による走行制御方式に関する。   The present invention relates to a traveling control system using a motor driving device suitable for driving a traveling carriage.

クリーン度を要求される半導体・液晶パネル製造現場での工場内搬送では、その低発塵性や静粛性、駆動源の一元化によるパワー供給ラインのコンパクト化といった利点から、アクチュエータをすべて電動化した、クリーンストッカや無人搬送車などの自動走行台車が多用されている。   In the factory transportation at the manufacturing site of semiconductor and liquid crystal panels where cleanliness is required, all of the actuators are electrified due to the advantages such as low dust generation and quietness, and compactness of the power supply line by unifying the drive source. Automatic traveling carts such as clean stockers and automated guided vehicles are often used.

操舵する人間がいない自動走行台車では、安全上、直線軌道とカーブ軌道から構成される、ガイドレールで規定された軌道上を走行するのが一般的である。自動走行台車はガイドレールを拘束する機構を備え、直線軌道上をまっすぐに走行するとともに、カーブ軌道において車輪を操舵しながら曲がることができる。主にガイドレールの部材を共通化できる利点から、カーブ軌道は、例えば特許文献1の図1などのように、一定の半径を持つ円弧で構成されることが多い。   In an automatic traveling vehicle that does not have a person to steer, it is general that the vehicle travels on a track defined by a guide rail composed of a straight track and a curved track for safety. The automatic traveling carriage is provided with a mechanism for restraining the guide rail, travels straight on a straight track, and can bend while steering a wheel on a curved track. Because of the advantage that the guide rail member can be used mainly, the curved track is often formed of an arc having a constant radius, as shown in FIG.

このような軌道を走行するのに適した走行台車の構造としては、例えば特許文献2のような四輪走行台車が挙げられる。前2輪と後2輪が対となり、垂直軸回りに回転する2つのボギー台車に支持される構造で、常にカーブ軌道の接線方向に車輪が沿うように操舵することが可能である。左右の車輪を同じトルクで駆動することで、ボギー台車の旋回軸を通じて走行台車に推力を加えるとともに、左右の車輪トルクに差をつけることで、台車本体に対してボギー台車を操舵するモーメントを加えることができるため、4つの駆動車輪で走行・操舵の制御が可能である点が特徴である。   As a structure of a traveling carriage suitable for traveling on such a track, for example, a four-wheel traveling carriage as disclosed in Patent Document 2 can be cited. The front two wheels and the rear two wheels form a pair and are supported by two bogies that rotate about the vertical axis, and can always be steered so that the wheels are along the tangential direction of the curved track. By driving the left and right wheels with the same torque, thrust is applied to the traveling cart through the pivot axis of the bogie, and by adding a difference in the left and right wheel torque, a moment for steering the bogie is applied to the cart body. Therefore, traveling and steering can be controlled with four drive wheels.

走行台車の制御構成としては、例えば特許文献3のように中央集権的な車載コントローラから、各車輪を駆動するモータを直接制御する構成をとることが多い。この構成では、走行台車の位置や姿勢角および各車輪の位置といったすべての状態が車載コントローラに入力され、目標となる位置や姿勢角との偏差から、走行台車の進むべき並進ベクトルと回転ベクトルを計算し、さらに複雑なベクトル計算を経て各車輪のステアリング角度と走行速度指令を生成する。   As a control configuration of the traveling carriage, for example, a configuration in which a motor that drives each wheel is directly controlled from a centralized in-vehicle controller as in Patent Document 3, for example, is often employed. In this configuration, all the conditions such as the position and posture angle of the traveling carriage and the position of each wheel are input to the in-vehicle controller, and the translation vector and rotation vector to be traveled by the traveling carriage are determined from the deviation from the target position and attitude angle. The steering angle and the traveling speed command of each wheel are generated through calculation and further complicated vector calculation.

走行台車が直線軌道を走行するにあたっては、例えば特許文献4のように、加減速時の重心移動により軽荷重となる車輪の空転を避けるため、重荷重側の車輪を速度制御とし、軽荷重側の車輪をトルク制御とする制御モード切替や、特許文献5のように、全駆動車輪による高速加速と停止後の走行モータ間干渉の回避のため、高速時は全軸をマスター軸とし、低速時はどれか一軸をマスター軸とし残りをスレーブ軸とする、マスター・スレーブ切替を行う方式などがある。   When the traveling carriage travels on a straight track, for example, as in Patent Document 4, in order to avoid idling of a wheel that becomes a light load due to the movement of the center of gravity during acceleration / deceleration, the heavy load side wheel is speed-controlled, and the light load side In order to avoid high-speed acceleration by all the driving wheels and avoiding interference between the traveling motors after stopping, as in Patent Document 5, all axes are set as master axes, and at low speeds There is a method to perform master / slave switching, with one of the axes as the master axis and the rest as the slave axes.

走行台車がカーブ軌道を走行するのに対応したものとして、例えば特許文献6のように、ドックセンサでカーブの左右を認識し、走行台車速度が直線軌道とカーブ軌道で同じになるように、左右片側だけにある駆動車輪への指令速度をカーブ内側か外側かで切り替えるものがある。また特許文献1のように、カーブ時は前輪を速度制御としてカーブ速度を維持しつつ、後輪側は一定トルク制御として空転を回避、あるいはフリーランとして前後輪の干渉を回避する方式がある。   For example, as disclosed in Patent Document 6, the left and right sides of a curve are recognized by a dock sensor so that the traveling vehicle speed is the same for a straight track and a curved track. There is one that switches the command speed to the drive wheel on only one side, inside or outside the curve. Further, as disclosed in Patent Document 1, there is a method of avoiding idling by a constant torque control on the rear wheel side or avoiding front / rear wheel interference as a free run while maintaining the curve speed by controlling the front wheel at the time of curve.

特開2004−94417号公報JP 2004-94417 A 特開2000−142386号公報JP 2000-142386 A 特開2002−41147号公報JP 2002-41147 A 特開2001−240213号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-240213 特開2008−100773号公報JP 2008-100773 A 特開平5−236612号公報JP-A-5-236612

しかしこれら走行台車の制御方式には以下の課題が考察される。まず走行台車の制御構成として、中央集権的な車載コントローラで各車輪を駆動するモータを直接制御する構成は、駆動車輪が増えるたびに車載コントローラの処理負荷が増加し、かつ各軸のモータ駆動用配線や、状態量取得のためのセンサ配線なども集中配線されるため、車載コントローラが大規模で複雑になる欠点がある。車載コントローラは、各ステーションでの作業シーケンス管理、各種外部センサの取り込みによる保護機能、上位システムとの通信機能など、走行軸制御以外にも多彩な機能を実現しており、リアルタイム性を要求する走行制御が集中するのは望ましくない。   However, the following problems are considered in the control system of these traveling carts. First, as a control configuration of the traveling carriage, a configuration that directly controls the motor that drives each wheel with a centralized in-vehicle controller increases the processing load of the in-vehicle controller as the number of driving wheels increases, and for driving the motor of each axis Since wiring and sensor wiring for obtaining state quantities are also concentrated, there is a drawback that the in-vehicle controller becomes large and complicated. The in-vehicle controller realizes various functions in addition to the travel axis control, such as work sequence management at each station, protection function by importing various external sensors, and communication function with the host system. It is not desirable to concentrate control.

次に直線軌道の走行制御における課題として、先行事例では加減速時の重心移動に対応するために、速度・トルクの制御モードやマスター・スレーブの切り替えを行っているが、一般にこれらのモード切替では、切替のタイミングで制御が不連続となり、振動などが生じやすい欠点がある。   Next, as a problem in running control of a straight track, in the preceding case, the speed / torque control mode and master / slave switching are performed to cope with the movement of the center of gravity during acceleration / deceleration. However, there is a drawback that the control becomes discontinuous at the timing of switching, and vibration is likely to occur.

また駆動車輪間の引っ張り合いによる干渉力の発生が課題に挙げられる。走行台車が軌道上を走行するには、本来自由度が1つだけあればよいが、通常走行台車には駆動車輪が複数あるため、走行台車の駆動に寄与せず互いに引っ張り合う干渉力が生じうる。これは走行台車本体やガイドレール、およびこれを拘束する機構へのストレスとなり、無駄な電力消費を引き起こす。この干渉力発生の例として、直線走行で駆動車輪全てを位置制御で等速動作させる場合が挙げられる。直線走行では駆動車輪は全て同じ速度で動くはずだが、実際には車輪径のばらつきや車輪のすべり率の差などで、同じ台車移動量に対して各車輪の回転量が異なる。特に長距離の走行が続くと駆動車輪毎の位置偏差に差が出て、駆動車輪間で引っ張りあう干渉力が生じる。   Another problem is the generation of interference force due to pulling between the drive wheels. In order for the traveling carriage to travel on the track, only one degree of freedom is essentially required. However, since the ordinary traveling carriage has a plurality of driving wheels, an interference force that does not contribute to the driving of the traveling carriage and that pulls on each other is generated. sell. This causes stress on the traveling carriage main body, the guide rail, and the mechanism for restraining the same, and causes unnecessary power consumption. As an example of the generation of the interference force, there is a case where all the driving wheels are operated at a constant speed by position control in a straight traveling. In straight running, all the driving wheels should move at the same speed, but in reality, the amount of rotation of each wheel differs with respect to the same movement amount of the carriage due to variations in wheel diameters and wheel slip ratios. In particular, if the vehicle travels for a long distance, a difference occurs in the position deviation for each drive wheel, and an interference force that pulls between the drive wheels is generated.

特許文献4で速度制御軸を常に1つに保持する構成や、特許文献5で停止時にマスター軸を1つだけにすることは、同時に台車を駆動する車輪が1つとなることで、干渉力の回避を図っている。しかし特許文献4における速度制御軸からトルク制御軸へのトルク指令伝達や、特許文献5におけるマスター軸からスレーブ軸へのデータ転送では、一般に遅延が生じやすいため、遅延の少ない速度制御軸やマスター軸との間で干渉力が生じやすい。直線走行では、駆動車輪間の干渉力をできるだけ抑えて、バランスよく駆動する制御が求められる。   In Patent Document 4, the configuration in which the speed control shaft is always kept at one, and in Patent Document 5, when only one master shaft is used at the time of stopping, the number of wheels driving the carriage at the same time becomes one. I'm trying to avoid it. However, the torque command transmission from the speed control axis to the torque control axis in Patent Document 4 and the data transfer from the master axis to the slave axis in Patent Document 5 generally tend to cause a delay. Interference force is likely to occur between In straight running, control that drives in a well-balanced manner is required while suppressing the interference force between the drive wheels as much as possible.

さらにカーブ軌道での走行制御における先行事例では、いずれも走行台車の車輪は三輪あるいは四輪であるが、一部の車輪はフリーランとする、あるいは駆動に際して空転を防ぐ程度の一定トルク制御に留めることで、カーブの内輪と外輪の軌道半径の差から生じる前後左右の駆動車輪間での干渉力を回避している。これは明らかに全てを駆動車輪とする場合とくらべて、一部でしかない駆動車輪のトルク負担が大きくなる。   Furthermore, in the preceding examples of traveling control on a curved track, the wheels of the traveling carriage are either three-wheeled or four-wheeled, but some wheels are free-runned or kept at a constant torque control that prevents idling during driving. In this way, the interference force between the front, rear, left and right drive wheels caused by the difference in the track radius between the inner ring and the outer ring of the curve is avoided. This clearly increases the torque burden on the drive wheels, which are only a part, compared to the case where all are used as drive wheels.

またカーブにおいて一部の駆動車輪しか使用しない場合、走行台車の操舵性が減じてしまう欠点がある。特許文献6の実施例では、元々駆動車輪が四輪中一輪だけなので操舵はできず、ガイドレールに沿って前後方向に動かすことしかできない。また特許文献1の実施例でも、駆動車輪は四輪中前後に配置された二輪あるように見えるが、カーブ時には後輪は実質一定のトルク指令で制御されるため自由度はなく、やはりガイドレールがなければ曲がれない。ガイドレールに頼った操舵は、ガイドレールを拘束するクランプ機構に多大な負荷が繰り返しかかるため、故障の増加や頑丈なクランプ機構を装備するためのコストアップなどが問題となる。カーブ走行は、ガイドレールがない状態でも、駆動輪だけの力で走行台車が曲がれるよう、制御するのが最適といえる。   Further, when only a part of driving wheels is used on the curve, there is a drawback that the steering performance of the traveling carriage is reduced. In the embodiment of Patent Document 6, since the drive wheel is originally only one of the four wheels, steering is not possible, and it can only be moved in the front-rear direction along the guide rail. Also in the embodiment of Patent Document 1, the driving wheels seem to be two wheels arranged in front and rear of the four wheels, but the rear wheels are controlled by a substantially constant torque command at the time of a curve, so there is no degree of freedom. You can't turn without it. Steering that relies on the guide rail repeatedly causes a large load on the clamp mechanism that restrains the guide rail, which causes problems such as an increase in failure and an increase in cost for mounting a sturdy clamp mechanism. It can be said that the curve driving is optimally controlled so that the traveling carriage can be bent with the force of only the drive wheels even without the guide rail.

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、各車輪を駆動するモータを制御するモータ駆動装置に、走行台車制御の処理負荷を移して分散制御しつつ、連続した制御で、直線軌道におけるバランスのよい駆動や、カーブ軌道においてガイドレールに頼らない駆動車輪による操舵を実現し、かつ全区間で駆動車輪間の干渉が少なく最高性能を発揮できる、モータ駆動装置を提供するものである。   The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and in a straight track, with continuous control, the processing load of the traveling carriage control is transferred to the motor driving device that controls the motor that drives each wheel and distributed control is performed. The present invention provides a motor drive device that achieves balanced driving and steering by drive wheels that do not rely on guide rails on a curved track, and that exhibits the highest performance with less interference between the drive wheels in all sections.

上記課題を解決するために、本件出願に係る第1の発明のモータ駆動装置は、複数のモータ駆動装置の1つのモータ駆動装置において、このモータ駆動装置に前記複数のモータ駆動装置に共通の前記走行台車の台車位置指令を入力とし、これに指令分周逓倍比を乗じて車輪位置指令に変換し、この車輪位置指令と実際の前記モータ駆動装置が制御する車輪位置から位置制御器で車輪速度指令を生成し、これに速度指令出力ゲインを乗じて速度指令出力を算出するコントローラ部と、前記複数のモータ駆動装置の速度指令出力のうち1つを速度指令入力とし、この速度指令入力に速度指令入力ゲインを乗じて速度制御指令を生成し、これに実際の前記モータ駆動装置が制御する車輪速度が追従するよう制御する速度制御器を持つドライバ部を備える。
In order to solve the above-described problem, a motor drive device according to a first invention according to the present application is a motor drive device of a plurality of motor drive devices, and the motor drive device is common to the plurality of motor drive devices. The carriage position command of the traveling carriage is input, and this is multiplied by the command frequency division / multiplication ratio to be converted into a wheel position command. From this wheel position command and the actual wheel position controlled by the motor drive device , the wheel speed is determined by the position controller. A controller unit that generates a command and multiplies it by a speed command output gain to calculate a speed command output, and one of the speed command outputs of the plurality of motor drive devices is used as a speed command input. generates a speed control command by multiplying a command input gain, Bei driver unit having a speed controller for controlling so that the wheel speed to follow the actual of the motor drive device which controls That.

また、本件出願に係る第2の発明のモータ駆動装置は、第1の発明において、台車位置指令を入力とし、これと実際の台車位置からフルクローズ位置制御器で台車速度指令を生成し、これに速度指令出力ゲインを乗じて速度指令出力を算出するコントローラ部を持つ。   Further, the motor drive device of the second invention according to the present application is the first invention, wherein the cart position command is input, and the cart speed command is generated from the actual cart position by the full-close position controller, Is multiplied by a speed command output gain to have a controller unit for calculating a speed command output.

また、本件出願に係る第3の発明のモータ駆動装置は、第1の発明において、前記コントローラ部は、台車位置指令生成機能を持つことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a motor drive device according to the first aspect, wherein the controller unit has a cart position command generation function.

また、本件出願に係る第4の発明のモータ駆動装置は、第1の発明において、前記コントローラ部は、ステップ外乱入力に対して定常偏差を持たない制御系であり、前記ドライバ部はすべて同一の制御系で、ステップ外乱入力に対して定常偏差を持つ0形の制御系であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a motor drive device according to the first aspect, wherein the controller unit is a control system having no steady deviation with respect to a step disturbance input, and the driver units are all the same. The control system is a zero-type control system having a steady deviation with respect to a step disturbance input.

また、本件出願に係る第5の発明のモータ駆動装置は、第1の発明において、前記ドライバ部の速度指令入力ゲインを、走行台車が直線軌道を一定速度で走行する期間の車輪回転量で更新することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a motor drive device according to the first aspect, wherein the speed command input gain of the driver unit is updated with the wheel rotation amount during a period in which the traveling carriage travels on a straight track at a constant speed. It is characterized by doing.

また、本件出願に係る第6の発明のモータ駆動装置は、第1の発明において、走行台車が直線軌道を一定の台車速度で走行したときのモータ速度を基準速度とし、カーブ軌道を同じ台車速度で走行したときのモータ速度とのカーブ速度比を、台車位置と対で記憶部に保存し、実際の走行時に現在の台車位置に応じて、カーブ速度比を記憶部から読み出し、指令分周逓倍比および速度指令出力ゲインおよび速度指令入力ゲインを補正することを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a motor drive device according to the first aspect, wherein the motor speed when the traveling carriage travels on a straight track at a constant carriage speed is set as a reference speed, and the curved track is set at the same carriage speed. Saves the curve speed ratio with the motor speed when traveling in the storage unit in a pair with the cart position, reads the curve speed ratio from the storage unit according to the current cart position during actual travel, and multiplies the command by frequency division The ratio, the speed command output gain, and the speed command input gain are corrected.

また、本件出願に係る第7の発明のモータ駆動装置は、第6の発明において、前記記憶部の入力の1つである台車位置を、有限個の台車区間に分割して、台車区間ごとにカーブ速度比を記憶することを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a motor drive device according to the sixth aspect, wherein the cart position, which is one of the inputs of the storage unit, is divided into a finite number of cart sections, The curve speed ratio is memorized.

また、本件出願に係る第8の発明のモータ駆動装置は、第7の発明において、前記台車区間が、走行台車のすべての車輪が直線軌道にある直線区間と、一部の車輪がカーブ軌道に入ったカーブイン区間と、すべての車輪がカーブ軌道にあるカーブ区間と、一部の車輪がカーブ軌道から出て直線区間にあるカーブアウト区間からなることを特徴とする。   Further, in the motor drive device of the eighth invention according to the present application, in the seventh invention, the carriage section includes a straight section in which all wheels of the traveling carriage are in a straight track, and some wheels are in a curved track. It is characterized in that it is composed of a curved in section, a curved section in which all the wheels are in a curved track, and a curved out section in which some of the wheels are out of the curved track and are in a straight section.

また、本件出願に係る第9の発明のモータ駆動装置は、第7の発明において、前記複数の台車区間の判定に、前記台車位置指令の代わりに、前記複数の車輪の各車輪が直線区間またはカーブ区間にいることを示す外部入力を用いて、前記複数のモータ駆動装置がそれぞれ制御するモータが駆動する車輪において、前記外部入力を内回り外部入力に接続し、左右対となる前記走行台車の車輪の外部入力を外回り外部入力に接続して、前記カーブ速度比を切り替えることを特徴とする。 Further, the motor driving apparatus of the ninth invention according to the present application, in the seventh invention, the determination of the plurality of carriages intervals, instead of the carriage position command, each wheel of said plurality of wheels or straight section Wheels of the traveling carriage that are paired on the left and right sides of the wheels driven by the motors controlled by the plurality of motor driving devices using external inputs indicating that they are in a curve section, and that connect the external inputs to the external inputs. connect external input of around the outside external input, and switches the curve speed ratio.

また、本件出願に係る第10の発明のモータ駆動装置は、第7の発明において、前記台車区間が、一定のカーブ速度比を持つ定常区間と、モータおよびモータ駆動装置で駆動可能な範囲でカーブ速度比をなめらかにつなぐ遷移区間を持つことを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a motor drive device according to the seventh aspect, wherein the carriage section is curved in a steady section having a constant curve speed ratio and in a range that can be driven by the motor and the motor drive apparatus. It has a transition section that connects speed ratios smoothly.

また、本件出願に係る第11の発明のモータ駆動装置は、第6の発明において、前記記憶部に保存するカーブ速度比に、ガイドレールの軌道と走行台車の車輪配置から計算される理論値を用いることを特徴とする。   According to an eleventh aspect of the present invention, in the sixth aspect of the present invention, the curve speed ratio stored in the storage unit includes a theoretical value calculated from the guide rail track and the wheel arrangement of the traveling carriage. It is characterized by using.

また、本件出願に係る第12の発明のモータ駆動装置は、第11の発明において、カーブ速度比として、車輪が外回りの場合は外輪軌道半径、内回りの場合は内輪軌道半径を分子とし、外輪と内輪の軌道中心半径を分母とした値の平方根を用いることを特徴とする。   The motor drive device of the twelfth invention according to the present application is the motor drive device according to the eleventh invention, wherein, as the curve speed ratio, the outer ring raceway radius is used as the numerator when the wheel is outward, and the inner ring raceway radius is used as the numerator. It is characterized in that the square root of the value with the inner ring raceway center radius as the denominator is used.

第1の発明のモータ駆動装置によれば、走行台車の位置制御をモータ駆動装置内蔵のコントローラ部が受け持ち、駆動力分配をドライバ部が受け持つため、車載コントローラは走行台車の位置指令だけを指示すればよくなり、走行台車制御における処理負荷は大幅に減少する。また駆動車輪が増加しても車載コントローラの処理負荷は変わらず、さまざまな走行台車構成に対して車載コントローラを共用化できる利点がある。   According to the motor drive device of the first aspect of the invention, since the controller unit built in the motor drive device takes charge of the position control of the traveling carriage, and the driver portion takes charge of the driving force distribution, the in-vehicle controller only indicates the position command of the running carriage. As a result, the processing load in the traveling vehicle control is greatly reduced. Further, even if the number of driving wheels increases, the processing load of the in-vehicle controller does not change, and there is an advantage that the in-vehicle controller can be shared for various traveling carriage configurations.

また1つのコントローラ部と、駆動車輪分のドライバ部からなる制御構成は、直線軌道の加減速やカーブ軌道、あるいは高速/低速/停止などすべての状態において同じで、モード切替に伴う変動は生じない。さらにすべての駆動車輪を、同じ速度指令出力で同じ速度制御部を用いて制御することで、駆動車輪間の干渉力やアンバランス発生を最小にすることができる。   Also, the control configuration consisting of one controller unit and the driver unit for the drive wheels is the same in all states such as linear track acceleration / deceleration, curve track, high speed / low speed / stop, etc., and there is no fluctuation caused by mode switching. . Further, by controlling all the drive wheels using the same speed control unit with the same speed command output, it is possible to minimize the interference force between the drive wheels and the occurrence of unbalance.

第2の発明のモータ駆動装置によれば、台車位置を検出するセンサを用いることで、コントローラ部を内蔵するモータ駆動装置が制御する、モータの駆動車輪で台車位置を代表する請求項1記載の制御構成にくらべて、より高精度な位置決め制御が可能となる。またアブソリュートタイプの位置検出センサを用いれば、原点復帰動作が不要な絶対位置指定が可能になる、などの高機能化が図れる。   According to the motor drive device of the second aspect of the present invention, the position of the carriage is represented by the drive wheel of the motor controlled by the motor drive apparatus having a built-in controller by using the sensor for detecting the carriage position. Compared to the control configuration, more accurate positioning control is possible. In addition, if an absolute type position detection sensor is used, it is possible to achieve high functionality such as specifying an absolute position that does not require an origin return operation.

第3の発明のモータ駆動装置によれば、車載コントローラ部が受け持つ台車位置指令の生成機能までを、モータ駆動装置内蔵のコントローラ部が受け持つことで、車載コントローラ部の台車走行制御に関する処理負担をさらに減らすことができる。   According to the motor drive device of the third aspect of the invention, since the controller unit with the built-in motor drive unit takes charge of the function of generating the cart position command that the vehicle-mounted controller unit takes charge of, the processing load related to the vehicle travel control of the vehicle-mounted controller unit is further increased. Can be reduced.

第4の発明のモータ駆動装置によれば、駆動車輪間の干渉を生む外乱に対して定常偏差補償を行うのが、走行台車のなかでただ1つのコントローラ部のみとなり、ドライバ部が同一の指令で同一の制御系で制御されることとあわせて、各駆動車輪間の干渉力発生を最小にできる。さらにドライバ部がステップ外乱入力に対して0形の制御系であることは、一般に台車速度に対してすべりを持ち、長期的に必ずずれていく駆動車輪の速度制御において、積分による記憶を持たないことが、トルク指令の発散を防止する役割を果たす。   According to the motor drive device of the fourth aspect of the present invention, steady deviation compensation is performed for disturbances that cause interference between drive wheels in only one controller unit in the traveling carriage, and the driver unit has the same command. In addition to being controlled by the same control system, the generation of interference force between the driving wheels can be minimized. Furthermore, the fact that the driver section is a zero-type control system for step disturbance input generally has a slip with respect to the carriage speed, and does not have a memory by integration in the speed control of the drive wheel that always shifts in the long term. This serves to prevent the divergence of the torque command.

第5の発明のモータ駆動装置によれば、直線軌道で一定速度動作区間の各車輪の実際の回転量が、駆動車輪の車輪径の差をよく表すことから、これを用いて台車速度と各車輪速度の比であるドライバ部の速度指令入力ゲインを補正することで、各駆動車輪間の干渉力を低減することができる。   According to the motor drive device of the fifth invention, since the actual rotation amount of each wheel in the constant speed operation section on the linear track well expresses the difference in the wheel diameter of the drive wheel, By correcting the speed command input gain of the driver unit, which is the ratio of the wheel speeds, the interference force between the driving wheels can be reduced.

第6の発明のモータ駆動装置によれば、ガードレールで規定される軌道と走行台車の構造上決まる、カーブ軌道を通るときのあるべきモータ速度を測定、カーブ速度比として記憶し、実際の台車走行速度に合わせて、各モータを記憶したカーブ速度比で駆動できるため、車載コントローラが各車輪への駆動力分配を意識することなく、すべての駆動車輪を用いたカーブ走行を実現することができる。   According to the motor drive device of the sixth aspect of the invention, the motor speed that should be when passing through the curved track determined by the structure of the track defined by the guard rail and the traveling vehicle is measured, stored as a curve speed ratio, and the actual vehicle traveling Since each motor can be driven at a stored curve speed ratio in accordance with the speed, the vehicle-mounted controller can realize curve traveling using all the drive wheels without being aware of the distribution of the drive force to each wheel.

またこの方式であれば、前記の特許文献2のような四輪走行台車など、駆動車輪で操舵が可能な構造を持つ走行台車においては、カーブ軌道に沿ってボギー台車が操舵される、各駆動車輪のカーブ速度比が逐次記憶されるため、このカーブ速度比で駆動すれば、カーブを自力で曲がるのに必要なトルクが生成されることになる。   Also, with this method, in a traveling carriage having a structure that can be steered by driving wheels, such as a four-wheel traveling carriage as in Patent Document 2, each drive in which the bogie is steered along a curved track. Since the curve speed ratios of the wheels are sequentially stored, when driving at this curve speed ratio, the torque necessary to bend the curve by itself is generated.

第7の発明のモータ駆動装置によれば、記憶部に保存される台車区間とカーブ速度比の対をまとめることができ、記憶部に必要な記憶容量を大幅に小さくできる。   According to the motor drive device of the seventh aspect of the present invention, it is possible to collect a pair of cart sections and curve speed ratios stored in the storage unit, and the storage capacity required for the storage unit can be greatly reduced.

第8の発明のモータ駆動装置によれば、ガードレールで規定される軌道が、直線軌道と一定の半径を持つカーブ軌道のみからなる場合には、記憶部に保存するデータが4組以下に減る。   According to the motor drive device of the eighth invention, when the track defined by the guard rail consists only of a straight track and a curved track having a constant radius, the data stored in the storage unit is reduced to four sets or less.

第9の発明のモータ駆動装置によれば、前記台車区間の判定に、台車位置指令の代わりに外部入力を用いることで、台車位置指令の入力をコントロール部を使用するモータ駆動装置のみに限定でき、他のモータ駆動装置は前記外部入力を接続するだけで済むため、配線コストを減らすことができる。   According to the motor drive device of the ninth aspect of the invention, the input of the cart position command can be limited only to the motor drive device using the control unit by using an external input instead of the cart position command for the determination of the cart section. Since the other motor driving device only needs to connect the external input, the wiring cost can be reduced.

第10の発明のモータ駆動装置によれば、遷移区間によるカーブ速度比の変化の平滑化で、カーブ速度比の急変による振動・騒音を軽減することができる。   According to the motor drive device of the tenth aspect of the invention, it is possible to reduce vibration and noise due to a sudden change in the curve speed ratio by smoothing the change in the curve speed ratio according to the transition section.

第11の発明のモータ駆動装置によれば、カーブ速度比に理論値を用いることで、正確な測定が困難な、一定速度でのカーブ軌道走行を省略できる。またカーブ速度比が近い値をもつ台車位置指令の範囲を、1つの台車区間として近似値で代表することで、記憶部の記憶容量を小さくできる。   According to the motor drive device of the eleventh aspect of the invention, by using a theoretical value for the curve speed ratio, it is possible to omit curve track traveling at a constant speed, which is difficult to measure accurately. In addition, the storage capacity of the storage unit can be reduced by representing the range of the cart position command having a close curve speed ratio as an approximate value as one cart section.

第12発明のモータ駆動装置によれば、前記の特許文献2のような四輪走行台車においては、内輪または外輪の軌道半径と軌道中心半径の比を用いた場合より、誤差の少ないカーブ軌道を描くことが出来る。   According to the motor drive device of the twelfth aspect of the present invention, in the four-wheel traveling vehicle as described in Patent Document 2, a curved track with less error can be obtained than when the ratio between the track radius of the inner ring or the outer ring and the track center radius is used. I can draw.

本発明の実施例1におけるモータ駆動装置の制御ブロック図FIG. 3 is a control block diagram of the motor drive device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施例1における走行台車の三面図Three views of a traveling carriage in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施例1におけるガイドレールで規定される軌道の平面図The top view of the track | orbit prescribed | regulated by the guide rail in Example 1 of this invention 本発明の実施例1における走行台車の部品配置図Parts arrangement diagram of traveling cart in embodiment 1 of the present invention 本発明の実施例1におけるモータ駆動装置の配線図Wiring diagram of motor driving apparatus in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施例2における走行台車の部品配置図Parts arrangement diagram of traveling cart in embodiment 2 of the present invention 本発明の実施例2におけるモータ駆動装置の制御ブロック図Control block diagram of motor drive device in Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施例3におけるモータ駆動装置の制御ブロック図Control block diagram of motor drive device in Embodiment 3 of the present invention 本発明の実施例4におけるモータ駆動装置の配線図Wiring diagram of motor drive device in Embodiment 4 of the present invention 本発明の実施例4における速度指令入力ゲインの補正方法を示す図The figure which shows the correction method of the speed command input gain in Example 4 of this invention. 本発明の実施例5におけるモータ駆動装置の制御ブロック図Control block diagram of motor drive device in embodiment 5 of the present invention 本発明の実施例5における記憶部のフローチャートを示す図The figure which shows the flowchart of the memory | storage part in Example 5 of this invention. (a)本発明の実施例5の記憶部に記憶されるカーブ速度比の動作軌跡を示す図(b)台車位置とカーブ速度比をプロットした図(A) The figure which shows the operation | movement locus | trajectory of the curve speed ratio memorize | stored in the memory | storage part of Example 5 of this invention (b) The figure which plotted the trolley | bogie position and curve speed ratio (a)本発明の実施例6の記憶部に記憶されるカーブ速度比の動作軌跡を示す図(b)本実施例のデータを示す図(c)本実施例のデータを示す図(d)本実施例のデータを示す図(A) The figure which shows the operation | movement locus | trajectory of the curve speed ratio memorize | stored in the memory | storage part of Example 6 of this invention (b) The figure which shows the data of a present Example (c) The figure which shows the data of a present Example (d) The figure which shows the data of this example 本発明の実施例7における走行台車のセンサ配置図Sensor arrangement diagram of traveling cart in embodiment 7 of the present invention 本発明の実施例7におけるモータ駆動装置の制御ブロック図Control block diagram of motor drive device in embodiment 7 of the present invention 本発明の実施例7における外部入力の接続図External input connection diagram in embodiment 7 of the present invention 本発明の実施例8における記憶部に記憶されるカーブ速度比の例Example of curve speed ratio stored in storage unit in embodiment 8 of the present invention (a)本発明の実施例9におけるカーブ速度比の計算例を示す図(b)本実施例のデータを示す図(A) The figure which shows the example of calculation of the curve speed ratio in Example 9 of this invention (b) The figure which shows the data of a present Example

以下本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

まず図2に示す走行台車の三面図について説明する。走行台車1は、台車本体201の前後に、前側ボギー台車202と後側ボギー台車203が接続される。前側ボギー台車202は左前輪204と右前輪206を、後側ボギー台車203は左後輪205と右後輪207を支持している。前側ボギー台車202と後側ボギー台車203は、台車本体201に対して垂直軸回りに旋回の1自由度を持ち、4つの車輪は、支持されるボギー台車に対して、車軸回りに1自由度を持ち回転する。走行台車は進行方向とこれに直角な方向への並進の2自由度と、垂直軸回り旋回の1自由度を持つ。   First, the three views of the traveling carriage shown in FIG. 2 will be described. The traveling bogie 1 is connected to a front bogie bogie 202 and a rear bogie bogie 203 before and after the bogie main body 201. The front bogie trolley 202 supports the left front wheel 204 and the right front wheel 206, and the rear bogie trolley 203 supports the left rear wheel 205 and the right rear wheel 207. The front and rear bogies 202 and 203 have one degree of freedom of rotation about the vertical axis with respect to the main body 201, and the four wheels have one degree of freedom about the axle relative to the supported bogie. Hold and rotate. The traveling carriage has two degrees of freedom for translation in the traveling direction and a direction perpendicular thereto, and one degree of freedom for turning around the vertical axis.

次に図3のガイドレールで規定される軌道の平面図について説明する。直線ガイドレール303だけで構成される直線軌道301と、個別に一定の半径を持つ内輪ガイドレール304と外輪ガイドレール305で構成されるカーブ軌道302の組み合わせで、この軌道は規定される。直線軌道301においては、走行台車1の前側ボギー台車202および後側ボギー台車203は共に進行方向に直角を維持するが、カーブ軌道302にさしかかったボギー台車は、走行台車1に備えた図示しないガイドレールを拘束する機構によって、支持する左右の車輪中心を通る直線が、カーブ軌道302の円弧中心を通る向きに操舵される。なお走行台車1は通常ガイドレールの片側だけを拘束する。したがって直線軌道301およびカーブ軌道302におけるガイドレールは、どちらか片側だけであっても走行上支障はない。   Next, a plan view of a track defined by the guide rail in FIG. 3 will be described. This trajectory is defined by a combination of a linear trajectory 301 composed of only the straight guide rail 303 and a curved trajectory 302 composed of an inner ring guide rail 304 and an outer ring guide rail 305 each having a specific radius. In the straight track 301, both the front bogie 202 and the rear bogie 203 of the traveling carriage 1 maintain a right angle in the traveling direction, but the bogie approaching the curved track 302 is provided with a guide (not shown) provided in the traveling carriage 1. A straight line passing through the center of the left and right wheels to be supported is steered in a direction passing through the arc center of the curved track 302 by the mechanism that restrains the rail. The traveling carriage 1 normally restrains only one side of the guide rail. Therefore, there is no problem in traveling even if the guide rails on the straight track 301 and the curved track 302 are only on one side.

図4に実施例1における走行台車の部品配置図を示す。走行台車1は図4に示すような機器からなっている。車載コントローラ401はモータ駆動装置402に接続されており、その出力は自分自身の入力に接続されると共に、モータ駆動装置403、404、405に入力される。すべてのモータ駆動装置は、前側ボギー台車旋回軸のスリップリング406および後側ボギー台車旋回軸のスリップリング407を通じて、モータ408、409、410、411と接続される。各モータはダイレクトドライブまたはギア・ベルト・プーリなどの機構で減速されて、車輪204、205、206、207を駆動する。   FIG. 4 is a component layout diagram of the traveling carriage in the first embodiment. The traveling cart 1 is composed of devices as shown in FIG. The in-vehicle controller 401 is connected to the motor driving device 402, and its output is connected to its own input and also input to the motor driving devices 403, 404, and 405. All the motor drive devices are connected to the motors 408, 409, 410, and 411 through the slip ring 406 of the front bogie carriage pivot and the slip ring 407 of the rear bogie carriage pivot. Each motor is decelerated by a mechanism such as a direct drive or a gear / belt / pulley to drive the wheels 204, 205, 206, and 207.

図1に本発明の実施例1におけるモータ駆動装置の制御ブロック図を示す。モータ駆動装置の制御演算部101は、コントローラ部102とドライバ部103を備えている。コントローラ部102は、車載コントローラ401から出力された台車位置指令104を入力として、指令分周逓倍比105で車輪位置指令106に変換され、これとモータ位置119を入力とする位置制御器107で車輪速度指令108を生成する。これに速度指令出力ゲイン109を乗じた結果が、速度指令出力110としてコントローラ部102から出力される。   FIG. 1 shows a control block diagram of the motor drive device in Embodiment 1 of the present invention. The control calculation unit 101 of the motor drive device includes a controller unit 102 and a driver unit 103. The controller unit 102 receives the cart position command 104 output from the in-vehicle controller 401 and converts it into a wheel position command 106 at a command frequency division / multiplication ratio 105, and the position controller 107 receives this and the motor position 119 as a wheel. A speed command 108 is generated. A result obtained by multiplying this by a speed command output gain 109 is output from the controller unit 102 as a speed command output 110.

なお位置制御器107は、例えば車輪位置指令106とモータ位置119の位置偏差を計算し、これに位置比例ゲインを乗じた結果と、位置偏差を積分した結果に位置積分ゲインを乗じた結果を足して、車輪速度指令を生成する、位置比例積分制御演算などで実現できる。この位置比例積分制御は、外乱トルクのステップ状変化に対して、位置偏差が定常偏差を持たない1形の制御系であることが知られている。   The position controller 107 calculates, for example, a position deviation between the wheel position command 106 and the motor position 119, multiplies the result by the position proportional gain, and adds the result obtained by multiplying the position deviation gain by the position integral gain. Thus, it can be realized by a position proportional integral control calculation that generates a wheel speed command. This position proportional integral control is known to be a type 1 control system in which the position deviation does not have a steady deviation with respect to the step change of the disturbance torque.

ドライバ部103は、複数あるモータ駆動装置のうち、台車位置指令104が直接入力されるモータ駆動装置402の、コントローラ部102からの速度指令出力110を、速度指令入力111として受けいれる。これに速度指令入力ゲイン112を乗じた結果を速度制御指令113とし、これと、モータ位置119を入力とする速度検出器114の出力であるモータ速度115が一致するように、速度制御器116でモータ電流117を出力する。モータおよび負荷118に応じてモータ位置119は変化し、再びコントローラ部102およびドライバ部103にフィードバックされる。   The driver unit 103 receives the speed command output 110 from the controller unit 102 of the motor driving device 402 to which the cart position command 104 is directly input among a plurality of motor driving devices as the speed command input 111. The result of multiplying this by the speed command input gain 112 is used as a speed control command 113, and the speed controller 116 adjusts this so that the motor speed 115 that is the output of the speed detector 114 that receives the motor position 119 coincides. Motor current 117 is output. The motor position 119 changes according to the motor and load 118 and is fed back to the controller unit 102 and the driver unit 103 again.

なお速度制御器116は、例えば速度制御指令113とモータ速度115の速度偏差を計算し、これに速度比例ゲインを乗じてモータ電流117を生成する、速度比例制御演算などで実現できる。この速度比例制御は、外乱トルクのステップ状変化に対して、速度偏差が定常偏差を持つ0形の制御系である。   The speed controller 116 can be realized by, for example, a speed proportional control calculation that calculates a speed deviation between the speed control command 113 and the motor speed 115 and multiplies the speed deviation by a speed proportional gain to generate a motor current 117. This speed proportional control is a zero-type control system in which the speed deviation has a steady deviation with respect to the step change of the disturbance torque.

図5に本発明の実施例1におけるモータ駆動装置の配線図を示す。   FIG. 5 shows a wiring diagram of the motor drive device according to the first embodiment of the present invention.

複数のモータ駆動装置を図5に示すように接続することで、走行台車1の走行軸分散制御に適したシステムを構築できる。車載コントローラ401は台車位置指令生成機能501を持ち、台車位置指令104を出力する。これを左前輪204を制御するモータ駆動装置402のコントローラ部102に入力する。コントローラ部102の出力である速度指令出力110を、自分自身も含むモータ駆動装置402、403、404、405の速度指令入力111に接続し、あとはドライバ部103によるモータ204、205、206、207の速度制御が行われる。結果として車輪204、205、206、207の速度が制御されて、走行台車1は動作する。なお車載コントローラ401に直接接続されていない、モータ駆動装置403、404、405のコントローラ部102は不要だが、後述の実施例4や実施例5で台車位置指令104の接続は必要となる。   By connecting a plurality of motor driving devices as shown in FIG. 5, a system suitable for traveling axis dispersion control of the traveling carriage 1 can be constructed. The in-vehicle controller 401 has a cart position command generation function 501 and outputs a cart position command 104. This is input to the controller unit 102 of the motor driving device 402 that controls the left front wheel 204. The speed command output 110, which is the output of the controller unit 102, is connected to the speed command input 111 of the motor driving devices 402, 403, 404, 405 including itself, and the motors 204, 205, 206, 207 by the driver unit 103 are then connected. The speed control is performed. As a result, the speed of the wheels 204, 205, 206, and 207 is controlled, and the traveling carriage 1 operates. Note that the controller unit 102 of the motor driving devices 403, 404, and 405 that is not directly connected to the in-vehicle controller 401 is unnecessary, but connection of the carriage position command 104 is required in Example 4 and Example 5 described later.

なお主にソフトウェア処理で実装されるコントローラ部102を備えていても、コスト的には特に支障はない。むしろすべてのモータ駆動装置を同じ構成としたほうが、機種の共通化が図れてコストメリットが出せる。またすべてのモータ駆動装置に台車位置指令104を接続しておけば、コントローラ部の2重化や予備としての使い方、あるいは複数の速度指令出力から各種基準で最適なものを選択する方式なども考えられる。   In addition, even if it has the controller part 102 mainly mounted by software processing, there is no problem in particular in terms of cost. Rather, if all the motor drive units have the same configuration, it is possible to make the models common and to provide cost merit. In addition, if the cart position command 104 is connected to all motor drive devices, the controller unit can be duplicated, used as a spare, or a method of selecting the optimum one from various speed command outputs according to various standards. It is done.

この実施例1は、従来車載コントローラ401が受け持っていた位置制御機能を、モータ駆動装置402が受け持つことで、車載コントローラ401の処理負荷の一部が軽減できる。また位置制御に必要なモータ204のモータ位置119のフィードバックを、車載コントローラ401まで引き回して接続する配線が不要となる点も見逃せない。特に車載コントローラ401とモータ駆動装置402間のインターフェースがシンプルになれば、車載コントローラ401を走行台車1上におかない構成などの設計自由度も増す。   In the first embodiment, since the motor driving device 402 takes charge of the position control function that the vehicle-mounted controller 401 has conventionally been responsible for, part of the processing load of the vehicle-mounted controller 401 can be reduced. In addition, it can not be overlooked that the wiring for connecting the feedback of the motor position 119 of the motor 204 necessary for position control to the in-vehicle controller 401 becomes unnecessary. In particular, if the interface between the in-vehicle controller 401 and the motor drive device 402 becomes simple, the degree of freedom in design such as a configuration in which the in-vehicle controller 401 is not on the traveling carriage 1 is increased.

また各モータ駆動装置は、共通の速度指令入力111と共通のドライバ部103で各モータを制御するため、各車輪の制御が均等となることから、干渉力やアンバランスが生じにくい基本構成といえる。これにコントローラ部をステップ外乱入力に対して定常偏差を持たない制御系とし、ドライバ部がステップ外乱入力に対して定常偏差を持つ0形の制御系とすることで、冗長な自由度とも言える駆動車輪の制御に対しては、ずれを許容して駆動車輪間の干渉力を最小としつつ、制御目的の台車位置制御については、積分を働かせて最終的な誤差を0に収束させる、という制御が可能となる。   In addition, since each motor drive device controls each motor with a common speed command input 111 and a common driver unit 103, the control of each wheel is equalized, so it can be said that the basic configuration is less likely to cause interference force and unbalance. . The controller unit is a control system that does not have a steady deviation with respect to the step disturbance input, and the driver unit is a zero-type control system that has a steady deviation with respect to the step disturbance input. With respect to wheel control, the control is such that the deviation is allowed and the interference force between the driving wheels is minimized while the final position error is converged to zero by using the integration for the control of the cart position for the purpose of control. It becomes possible.

なお、上記位置制御器としては、位置積分以外の手段、例えば外乱オブザーバやモデル規範制御といった方法で定常偏差を0に収束させることも可能である。また指令に対する応答性のみを改善する、速度フィードフォワードや位置指令フィルタなどを併用しても、前記特性の実現になんら支障は生じない。同様に速度制御器においても0形の制御系が保たれれば、例えばトルクフィードフォワードなどを用いて応答性を改善してもよい。   As the position controller, the steady-state deviation can be converged to 0 by means other than position integration, such as a disturbance observer or model reference control. Even if speed feedforward, a position command filter, or the like, which improves only the response to the command, is used in combination, there will be no trouble in realizing the characteristics. Similarly, if the zero-type control system is maintained in the speed controller, the responsiveness may be improved by using, for example, torque feed forward.

図6に本発明の実施例2における走行台車の部品配置図を示す。走行台車1に、台車位置センサ601が追加されており、台車位置スケール602の情報を読み取り、台車位置701を出力する。他の番号は実施例1と同じである。   FIG. 6 is a component layout diagram of a traveling carriage in the second embodiment of the present invention. A carriage position sensor 601 is added to the traveling carriage 1, reads information on the carriage position scale 602, and outputs a carriage position 701. Other numbers are the same as those in the first embodiment.

図7は本発明の実施例2におけるモータ駆動装置の制御ブロック図である。台車位置701を直接検出できることから、指令分周逓倍比105を使用することなく、台車指令104との直接比較でフルクローズ位置制御部702により台車速度指令703を計算できる。なお位置制御器107同様に、フルクローズ位置制御器702は、例えば台車位置指令104と台車位置701の台車位置偏差に対して、前記の位置比例積分制御演算を行うこと、などで実現できる。   FIG. 7 is a control block diagram of the motor drive device according to the second embodiment of the present invention. Since the cart position 701 can be detected directly, the cart speed command 703 can be calculated by the full-close position control unit 702 by direct comparison with the cart command 104 without using the command frequency division / multiplication ratio 105. Similar to the position controller 107, the full-closed position controller 702 can be realized by, for example, performing the above-described position proportional integral control calculation on the carriage position command 104 and the carriage position deviation of the carriage position 701.

実施例2では、台車位置701を直接検出する台車位置センサ601を用いることで、車輪のすべりなどに影響されない、高精度な位置決め制御が可能となる。またアブソリュートタイプの台車位置センサを用いれば、原点復帰動作が不要となり起動時間の短縮や、ステーションの位置を絶対位置指定で表す、などの高機能化が図れる。   In the second embodiment, by using the cart position sensor 601 that directly detects the cart position 701, it is possible to perform highly accurate positioning control that is not affected by slipping of the wheels. In addition, if an absolute type carriage position sensor is used, the origin return operation is not required, so that the start-up time can be shortened and the station position can be expressed by specifying the absolute position.

図8に本発明の実施例3におけるモータ駆動装置の制御ブロック図を示す。車載コントローラ401に内蔵されていた台車位置指令生成機能501を、モータ駆動装置の制御演算部101のコントローラ部102に台車位置指令生成器802として移動させており、車載コントローラ401からは、台車位置指令生成器802をコントロールする台車動作指令801を受け取る。他の番号は実施例1と同じである。   FIG. 8 shows a control block diagram of the motor drive device according to the third embodiment of the present invention. A cart position command generation function 501 incorporated in the in-vehicle controller 401 is moved as a cart position command generator 802 to the controller unit 102 of the control calculation unit 101 of the motor drive device. A cart operation command 801 for controlling the generator 802 is received. Other numbers are the same as those in the first embodiment.

台車位置指令生成器802は例えば、目標の台車位置指令と、そこに至るまでの最高速度、加減速度、動作時間などで指定したポイントデータを複数持ち、台車動作指令801はこのポイントデータを指定し起動するコマンドとする、などで実現できる。   The cart position command generator 802 has, for example, a plurality of point data designated by the target cart position command and the maximum speed, acceleration / deceleration, operation time, etc. up to the target cart position command, and the cart operation command 801 designates this point data. It can be realized by making it a command to start.

実施例3により、車載コントローラ401はリアルタイムに台車位置指令を生成する必要がなくなり、台車走行制御から完全に開放される。   According to the third embodiment, the in-vehicle controller 401 does not need to generate a cart position command in real time, and is completely released from the cart travel control.

図9に本発明の実施例4におけるモータ駆動装置の配線図を示す。台車位置指令104を、すべてのモータ駆動装置402、403、404、405に接続する点が実施例1とは異なっている。これにより、コントローラ部102で計算される車輪位置指令106を、すべてのモータ駆動装置で参照できるようになる。   FIG. 9 shows a wiring diagram of the motor drive device according to the fourth embodiment of the present invention. The point which connects the trolley | bogie position command 104 to all the motor drive units 402,403,404,405 is different from Example 1. FIG. As a result, the wheel position command 106 calculated by the controller unit 102 can be referred to by all the motor drive devices.

図10に本発明の実施例4における速度指令入力ゲインの補正方法を示す。   FIG. 10 shows a speed command input gain correction method according to the fourth embodiment of the present invention.

直線起動を一定速度で走行しているとき、台車位置は時間に対して比例して増加する。ある一定時間の間に台車位置がXだけ移動したとき、台車位置指令を車輪位置指令に変換する指令分周逓倍比(N/D)を用いれば、車輪位置はθ=X・(N/D)だけ移動する。しかし実際の車輪は、製品としてのばらつきや経年変化による磨耗などで車輪径が異なるため、たとえ走行台車が直進していても各車輪毎に移動量が異なってくる。図10の下の図ではこの各車輪位置変化の違いをθn(nは1〜車輪の数)で表す。このθnが得られれば、想定する車輪移動量θと駆動車輪の移動量θnの比を速度指令入力ゲインGiに設定することで、車輪径にあわせた車輪速度指令が得られ、車輪間の干渉力を最小にすることができる。   When traveling at a constant speed in a linear start, the position of the carriage increases in proportion to time. When the cart position is moved by X during a certain time, the wheel position is θ = X · (N / D) using the command frequency division multiplication ratio (N / D) that converts the cart position command into the wheel position command. ) Just move. However, since actual wheels have different wheel diameters due to variations in products and wear due to aging, the amount of movement differs for each wheel even if the traveling carriage is traveling straight. In the lower diagram of FIG. 10, the difference in each wheel position change is represented by θn (n is 1 to the number of wheels). If this θn is obtained, the ratio of the assumed wheel movement amount θ and the driving wheel movement amount θn is set in the speed command input gain Gi, so that a wheel speed command in accordance with the wheel diameter can be obtained and interference between the wheels can be obtained. Force can be minimized.

なお、この補正方法は異常検出あるいは警告機能としても使用できる。速度指令入力ゲインが初期値からある一定の範囲を越えた場合には、タイヤ径が磨耗で大きく磨り減った、あるいはモータ駆動がうまくいっていない、またはモータから駆動車輪までの機構に不都合が生じた、などが考えられる。これを異常としてモータを停止させる、あるいは警告表示を発するなどで、異常状態での連続動作を回避することが可能である。   This correction method can also be used as an abnormality detection or warning function. When the speed command input gain exceeds a certain range from the initial value, the tire diameter is greatly worn away due to wear, the motor drive is not good, or the mechanism from the motor to the drive wheel is inconvenient. , Etc. can be considered. It is possible to avoid a continuous operation in an abnormal state by stopping the motor by making this an abnormality or issuing a warning display.

実施例5ではまず、図9の本発明の実施例4におけるモータ駆動装置の配線図と同様の配線で、台車位置指令104をすべてのモータ駆動装置で参照可能としておく。   In the fifth embodiment, first, the carriage position command 104 can be referred to by all the motor driving devices by the same wiring as the wiring diagram of the motor driving device in the fourth embodiment of the present invention shown in FIG.

図11に本発明の実施例5におけるモータ駆動装置の制御ブロック図を示す。記憶部1101は、台車位置指令104とモータ速度115を入力として、内部の記憶領域にカーブ速度比を記憶する。また出力として指令分周逓倍比補正値1102、速度指令出力ゲイン補正値1103、速度指令入力ゲイン補正値1104を出力する。これらの比を、それぞれ対応する指令分周逓倍比105、速度指令出力ゲイン109、速度指令入力ゲイン112に乗じて補正を行う。   FIG. 11 is a control block diagram of the motor drive device according to the fifth embodiment of the present invention. The storage unit 1101 receives the carriage position command 104 and the motor speed 115 and stores the curve speed ratio in an internal storage area. Further, a command frequency division multiplication ratio correction value 1102, a speed command output gain correction value 1103, and a speed command input gain correction value 1104 are output as outputs. These ratios are corrected by multiplying the corresponding command frequency division multiplication ratio 105, speed command output gain 109, and speed command input gain 112, respectively.

図12に本発明の実施例5における記憶部の動作フローチャートを示す。ステップ1にて台車位置指令104を読み込み、ステップ2にて現在が記憶モードか再生モードかを判定する。この判定は例えば図示しない外部信号や、車載コントローラ401からの入力などにより行われる。   FIG. 12 shows an operation flowchart of the storage unit in the fifth embodiment of the present invention. In step 1, the cart position command 104 is read, and in step 2, it is determined whether the current mode is the storage mode or the reproduction mode. This determination is performed by, for example, an external signal (not shown) or an input from the in-vehicle controller 401.

記憶モードにおいては、台車速度が一定速度となるよう走行台車1が駆動されている。モータ以外の外力で、あるいはモータ一軸だけで低速にて駆動するなどで、この動作は実現可能である。この状態でステップ3でモータ速度115を読み込み、ステップ4でカーブ速度比を算出する。ここで基準速度としては、直線軌道で一定速度時の台車速度やモータ速度、台車速度指令、車輪速度指令などを用いてもよい。また適切な値が見つからない場合は、実際に測定されたモータ速度の範囲から、その平均値や中央値を基準速度としてもよい。ステップ5では計算したカーブ速度比と台車位置指令104を対にして、内部の記憶領域に保存する。なお台車位置指令104が変化しない指令停止状態では、記憶領域節約のため保存を停止してもよい。ステップ6では、記憶モードにおける3つの出力、指令分周逓倍比補正値1103、速度指令出力ゲイン補正値1104、速度指令入力ゲイン補正値1105を、補正を効かせない値である1に固定としておく。   In the storage mode, the traveling carriage 1 is driven so that the carriage speed is constant. This operation can be realized by driving at low speed with an external force other than the motor or with only one motor axis. In this state, the motor speed 115 is read in step 3, and the curve speed ratio is calculated in step 4. Here, as the reference speed, a cart speed, a motor speed, a cart speed command, a wheel speed command, or the like at a constant speed on a straight track may be used. If an appropriate value is not found, an average value or a median value may be used as a reference speed from a range of actually measured motor speeds. In step 5, the calculated curve speed ratio and cart position command 104 are paired and stored in the internal storage area. In the command stop state where the cart position command 104 does not change, the storage may be stopped to save the storage area. In step 6, the three outputs in the storage mode, the command division / multiplication ratio correction value 1103, the speed command output gain correction value 1104, and the speed command input gain correction value 1105 are fixed to 1 which is a value that does not apply the correction. .

再生モードにおいては、走行台車1は車載コントローラ401からの台車位置指令104で実際に制御される。ステップ7で記憶領域から現在の台車位置指令104の対になるカーブ速度比を読み出す。ステップ8で指令分周逓倍比補正値1103をカーブ速度比に設定して、台車速度一定としたときのカーブ軌道におけるモータのあるべき速度を、車輪位置指令として与える。ステップ9では、速度指令出力ゲイン補正値1104にカーブ速度比の逆数を設定している。これは、指令分周逓倍比補正値1103により増減した車輪速度指令は、コントローラ部を有するモータ駆動装置が制御するモータのカーブ速度比で、各ドライバ部が制御するカーブ速度比とは一致しないため、一旦速度指令出力を台車速度基準に戻すために行っている。ステップ10で速度指令入力ゲイン補正値1105にカーブ速度比を出力することで、各車輪基準の速度指令に再補正している。   In the regeneration mode, the traveling cart 1 is actually controlled by a cart position command 104 from the in-vehicle controller 401. In step 7, the curve speed ratio to be paired with the current carriage position command 104 is read from the storage area. In step 8, the command frequency division / multiplication ratio correction value 1103 is set to the curve speed ratio, and the desired speed of the motor in the curve track when the bogie speed is constant is given as the wheel position command. In step 9, the reciprocal of the curve speed ratio is set in the speed command output gain correction value 1104. This is because the wheel speed command increased / decreased by the command division / multiplication ratio correction value 1103 is a curve speed ratio of the motor controlled by the motor drive device having the controller unit, and does not match the curve speed ratio controlled by each driver unit. , Once to return the speed command output to the carriage speed reference. In step 10, the curve speed ratio is output to the speed command input gain correction value 1105 to recorrect the speed command based on each wheel.

図13には実施例5の記憶部に記憶されるカーブ速度比の例を示す。図13(a)は外力で走行台車1を一定速度2[m/s]で動かしたときの例であり、車輪すべてが直線軌道にある場合はすべての車輪が2[m/s]、車輪すべてがカーブ軌道にある場合は外輪側の車輪は2.8[m/s]、内輪側の車輪は1.4[m/s]と一定の値となった。しかし車輪の一部が直線軌道またはカーブ軌道にいる場合、位置制御されている左前輪とこれ同じ前側ボギー台車にある右前輪は、直線軌道およカーブ軌道におけるカーブ速度比を保つが、左後輪と右後輪はわずかにずれた値をとり、その値は台車位置で変化する。これを計算で出すのは非常に困難なために、実測を用いる実施例5が有用であるといえる。   FIG. 13 shows an example of the curve speed ratio stored in the storage unit of the fifth embodiment. FIG. 13A shows an example when the traveling carriage 1 is moved at a constant speed of 2 [m / s] by external force. When all the wheels are in a straight track, all the wheels are 2 [m / s]. When all were on a curved track, the outer wheel was 2.8 [m / s], and the inner wheel was 1.4 [m / s]. However, if some of the wheels are in a straight or curved track, the position of the left front wheel and the right front wheel in the same front bogie will maintain the curve speed ratio in the straight and curved tracks, but the left rear The wheel and the right rear wheel take a slightly shifted value, and the value changes depending on the position of the carriage. Since it is very difficult to calculate this, it can be said that Example 5 using actual measurement is useful.

図13(b)はこれを台車位置を横軸、カーブ速度比を縦軸として、各駆動車輪毎にプロットしたものである。一定の台車位置毎にカーブ速度比を記憶することで、カーブにおける車輪速度を保存できる。   FIG. 13B plots this for each drive wheel, with the position of the carriage on the horizontal axis and the curve speed ratio on the vertical axis. By storing the curve speed ratio for each fixed carriage position, the wheel speed in the curve can be saved.

なお、台車位置は台車位置指令としたが、実際の台車位置を使用してもよい。また車輪の1つを台車位置を代表するものとして、実際の車輪位置や車輪位置指令との対でカーブ速度比を記憶してもよい。   The cart position is a cart position command, but an actual cart position may be used. Alternatively, the curve speed ratio may be stored as a pair with an actual wheel position or a wheel position command, with one of the wheels representing the bogie position.

図14に本発明の実施例6の記憶部に記憶されるカーブ速度比の例を示す。図14(a)に示すように、車輪すべてが直線軌道にある場合を直線区間、前輪だけがカーブ軌道にあるカーブイン区間、車輪すべてがカーブ軌道にあるカーブ区間、後輪だけがカーブ軌道にあるカーブアウト区間に分けることで、図13(b)に示すように台車位置の数だけ必要なカーブ速度比のデータを、大幅に圧縮することができる。   FIG. 14 shows an example of the curve speed ratio stored in the storage unit according to the sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 14 (a), when all the wheels are in a straight track, a straight section, a curve-in section where only the front wheels are in a curved track, a curved section where all the wheels are in a curved track, and only the rear wheels are in a curved track. By dividing into the curve-out sections, the required curve speed ratio data corresponding to the number of carriage positions can be significantly compressed as shown in FIG.

図14(b)はその一例であり、ほぼ一定とみなせる直線区間とカーブ区間のカーブ比を固定値とし、カーブイン区間とカーブアウト区間における左後輪と右後輪のデータのみを台車位置と対で記憶するようにした。これでも大幅に記憶容量が削減できる。   FIG. 14B shows an example of this. The curve ratio between the straight section and the curve section that can be regarded as almost constant is a fixed value, and only the data of the left rear wheel and the right rear wheel in the curve-in section and the curve-out section are compared with the cart position. I remembered it. Even in this case, the storage capacity can be greatly reduced.

また図14(c)に示すように、カーブイン区間とカーブアウト区間の複雑なカーブ速度比を平均値A、B、Cで近似して一定値として扱ってもよい。この例では、各車輪ごとに記憶するカーブ速度比は2〜4個まで圧縮できる。   Further, as shown in FIG. 14C, a complicated curve speed ratio between the curve-in section and the curve-out section may be approximated by average values A, B, and C and treated as a constant value. In this example, 2 to 4 curve speed ratios can be stored for each wheel.

さらに図14(d)に示すように、カーブイン区間の左後輪と右後輪は直線区間と、カーブアウト区間の左後輪と右後輪はカーブ区間とほぼ同じカーブ速度比なので、これを等しいとした場合は、すべての車輪でカーブ速度比を2つ記憶できればよくなる。右回りと左回りを考慮しても、カーブ速度比の記憶は直線区間、内回りカーブ区間、外回りカーブ区間の3つで済むため非常に有用である。   Further, as shown in FIG. 14 (d), the left rear wheel and the right rear wheel in the curve-in section are the straight section, and the left rear wheel and the right rear wheel in the curve-out section are approximately the same curve speed ratio as the curve section. If equal, it is only necessary to store two curve speed ratios for all wheels. Even if clockwise and counterclockwise are taken into account, the memory of the curve speed ratio is very useful because it suffices for three sections: a straight line section, an inner curve section, and an outer curve section.

図15に本発明の実施例7における走行台車のセンサ配置図を示す。各車輪の真横に、左前輪センサ1501、左後輪センサ1502、右前輪センサ1503、右後輪センサ1504を設けて、カーブ軌道内側に配置された右回り磁気テープ1505、および図示しない左回り磁気テープを検出することで、直線区間と、カーブイン区間、カーブ区間、カーブアウト区間とそのカーブ方向の組み合わせで、計7通りの区間を判別できる。   FIG. 15 is a sensor layout diagram of a traveling carriage in the seventh embodiment of the present invention. A left front wheel sensor 1501, a left rear wheel sensor 1502, a right front wheel sensor 1503, and a right rear wheel sensor 1504 are provided directly beside each wheel, and a clockwise magnetic tape 1505 disposed inside the curve track and a left-handed magnet (not shown). By detecting the tape, a total of seven sections can be discriminated by combinations of straight sections, curve-in sections, curve sections, curve-out sections, and their curve directions.

図16に本発明の実施例7におけるモータ駆動装置の制御ブロック図を示す。台車位置指令104の代わりに、内回り外部入力1601と外回り外部入力1602を用いて台車区間ごとにカーブ速度比を切り替え、指令分周逓倍比補正値1102、速度指令出力ゲイン補正値1103、速度指令入力ゲイン補正値1104を変更する。   FIG. 16 is a control block diagram of the motor drive device according to the seventh embodiment of the present invention. Instead of the cart position command 104, the curve speed ratio is switched for each cart section using the inward external input 1601 and the external external input 1602, and the command frequency division multiplication ratio correction value 1102, the speed command output gain correction value 1103, the speed command input The gain correction value 1104 is changed.

図17に本発明の実施例7における外部入力の接続図を示す。外部入力の接続が分かりやすいように、駆動車輪およびモータとモータ駆動装置間の配線を省略している。左前輪を制御するモータ駆動装置402を例に挙げると、左前輪センサ1501を内回り外部入力1601に、右前輪センサ1503を外回り外部入力1602に接続している。逆に右前輪を制御するモータ駆動装置404は、右前輪センサ1503を内回り外部入力1601に、左前輪センサ1501を外回り外部入力1602に接続している。後輪側も同様の接続となっており、これで自軸が内回りか外回りかが識別できる。この入力でカーブ速度比を切り替えることで、図14(d)の表の切り替えが2入力で実現できる。   FIG. 17 shows a connection diagram of external inputs in the seventh embodiment of the present invention. The drive wheels and the wiring between the motor and the motor drive device are omitted so that the connection of the external input is easy to understand. Taking the motor driving device 402 for controlling the left front wheel as an example, the left front wheel sensor 1501 is connected to the internal rotation external input 1601, and the right front wheel sensor 1503 is connected to the external rotation external input 1602. Conversely, the motor drive device 404 that controls the right front wheel has the right front wheel sensor 1503 connected to the internal rotation external input 1601 and the left front wheel sensor 1501 connected to the external rotation external input 1602. The rear wheel side is also connected in the same manner, so that it can be identified whether the own shaft is inward or outward. By switching the curve speed ratio with this input, the table shown in FIG. 14D can be switched with two inputs.

なおここでは外部入力として磁気センサを例に挙げたが、光学的、機械的手段を用いたセンサを使用しても何ら問題はない。また外部入力をすべての車輪に配置しなくとも、台車速度が分かれば、前輪側だけに外部入力を配置し、後輪側はタイマ遅延で生成した信号を用いてもよい。さらに推し進めるなら、前回の停止位置からカーブ開始までの距離を走行するのに必要な時間をあらかじめ計算しておき、完全にタイマ処理だけですべての車輪の外部入力を作り出すことも可能である。   Although a magnetic sensor is taken as an example of the external input here, there is no problem even if a sensor using optical or mechanical means is used. Even if the external input is not arranged on all the wheels, if the carriage speed is known, the external input may be arranged only on the front wheel side, and the signal generated by the timer delay may be used on the rear wheel side. In order to make further progress, it is possible to calculate in advance the time required to travel the distance from the previous stop position to the start of the curve, and to create external inputs for all the wheels with only timer processing.

図18に本発明の実施例8における記憶部に記憶されるカーブ速度比の例を示す。直線区間、カーブイン区間、カーブ区間、カーブアウト区間のそれぞれは、図14(d)の切り替えパターンをベースとしている。このときすべての区間でカーブ速度比は一定なので、これらを定常区間と呼ぶ。この切り替えパターンでは、各車輪がカーブ軌道に入る時点でカーブ速度比が不連続に変化するため、モータ速度も不連続となり、無限大のトルク指令が必要となる。   FIG. 18 shows an example of the curve speed ratio stored in the storage unit according to the eighth embodiment of the present invention. Each of the straight section, the curve-in section, the curve section, and the curve-out section is based on the switching pattern of FIG. At this time, since the curve speed ratio is constant in all the sections, these are referred to as steady sections. In this switching pattern, the curve speed ratio changes discontinuously when each wheel enters the curve path, so the motor speed also becomes discontinuous and an infinite torque command is required.

これを回避するため、図18では斜線で示された遷移区間を定常区間の切り替え後に設けて、カーブ速度比が連続に直線で変化するようにした。加速度が一定値となるため、遷移区間で発生するトルク指令を一定以下の値とすることができる。モータおよびモータ駆動装置には定格トルクや最大トルクの制約があるため、これに合わせて遷移区間を調節すれば、カーブ速度比の変化を実際にモータが追従できる範囲に設定できる。   In order to avoid this, a transition section indicated by diagonal lines in FIG. 18 is provided after switching the steady section so that the curve speed ratio changes continuously in a straight line. Since the acceleration becomes a constant value, the torque command generated in the transition section can be set to a value below a certain value. Since the motor and the motor driving device have restrictions on the rated torque and the maximum torque, the change of the curve speed ratio can be set within a range in which the motor can actually follow by adjusting the transition section according to the restriction.

なお、この遷移区間でのカーブ速度比の変化は、指数カーブやS字カーブとしてもよい。また遷移区間を定常区間が変化する前に設けてもよい。   Note that the change in the curve speed ratio in the transition section may be an exponential curve or an S-shaped curve. Further, the transition section may be provided before the steady section changes.

さらに推し進めるならば、モータの制約に合った遷移区間を持つカーブ速度比の変化に合うように、直線軌道とカーブ軌道の間に緩和曲線軌道を設けたり、軌道の幅をひろげてなめらかに旋回する余裕を持つ、などガイドレールの軌道を変更してもよい。またガイドレールを拘束する機構に遊びを設けて、遷移区間における旋回を可能とするのもよい。   If you push forward further, make a gentle curve track between the straight track and the curve track to fit the change of the curve speed ratio with the transition section that matches the motor constraints, or widen the track width and turn smoothly The track of the guide rail may be changed, such as having a margin. Moreover, it is good also to provide a play in the mechanism which restrains a guide rail, and to enable the turning in a transition area.

図19に本発明の実施例9におけるカーブ速度比の計算例を示す。台車区間の開始時点が特定できれば、直線区間とカーブ区間における、台車中心の軌道(Xg、Yg)および走行方向の台車速度Vg=V(一定)、またそれに伴う各車輪の軌道(Xfl、Yfl)および車輪速度Vfl(左前輪の場合)は、解析的に解くことができて、図19の下表のように数式で表すことができる。したがって測定困難な台車一定速度での実測を行う必要はない。特にカーブ区間においては、台車中心は半径R’=Rcosβ(β=asin(l/R))と、わずかに軌道中心半径Rより小さな円弧を描く。このとき台車速度が直線時と同じVとすると、外輪速度はV×R2/R’、内輪速度はV×R1/R’となる。これを解いて直線時の基準速度Vで割ると、外輪のカーブ速度比は√(R2/R1)、内輪のカーブ速度比は√(R1/R2)となる。この比を用いることで、正確なカーブ速度比でカーブ軌道を回ることができる。   FIG. 19 shows a calculation example of the curve speed ratio in the ninth embodiment of the present invention. If the start time of the cart section can be specified, the trajectory of the cart center (Xg, Yg) and the cart speed Vg = V (constant) in the traveling direction in the straight section and the curve section, and the associated trajectory of each wheel (Xfl, Yfl) The wheel speed Vfl (in the case of the left front wheel) can be solved analytically and can be expressed by a mathematical expression as shown in the lower table of FIG. Therefore, it is not necessary to perform actual measurement at a constant speed of the carriage, which is difficult to measure. In particular, in the curve section, the center of the carriage draws an arc having a radius R ′ = R cos β (β = asin (l / R)) and slightly smaller than the track center radius R. At this time, if the carriage speed is the same as that in the straight line, the outer ring speed is V × R2 / R ′, and the inner ring speed is V × R1 / R ′. When this is solved and divided by the reference speed V in a straight line, the curve speed ratio of the outer ring becomes √ (R2 / R1), and the curve speed ratio of the inner ring becomes √ (R1 / R2). By using this ratio, the curve trajectory can be turned with an accurate curve speed ratio.

なお、カーブイン区間およびカーブアウト区間の軌道は、解析的に解くことが困難なため、シミュレーションなどを用いたり、車軸間距離が車体長Lで拘束されることと、台車中心速度がV(一定)であることから、数値的に解くことでもカーブ速度比の対を得ることができる。あるいは近似式を用いてカーブ速度比を得てもよい。例えば外輪のカーブ速度比は、カーブイン区間の最初ではカーブ速度比は1であり、カーブイン区間の終わりではカーブ速度比は√(R2/R1)となる。この間が直線で変化するようにカーブ速度比を近似することなどが考えられる。   Since the track in the curve-in section and the curve-out section is difficult to solve analytically, simulation or the like is used, the distance between the axles is restricted by the vehicle body length L, and the center speed of the carriage is V (constant). Therefore, a curve speed ratio pair can also be obtained by numerically solving. Alternatively, the curve speed ratio may be obtained using an approximate expression. For example, the curve speed ratio of the outer wheel is 1 at the beginning of the curve-in section, and the curve speed ratio is √ (R2 / R1) at the end of the curve-in section. It is conceivable to approximate the curve speed ratio so that the interval changes in a straight line.

以上、本発明のモータ駆動装置は、ガイドレールで規定される軌道上を走行する、複数の車輪を備えた走行台車において、各車輪を駆動するモータを制御するモータ駆動装置に、走行台車制御の処理負荷を移して分散制御しつつ、連続した制御で、直線軌道におけるバランスのよい駆動や、カーブ軌道におけるガイドレールに頼らない駆動車輪による操舵を実現し、かつ全区間で駆動車輪間の干渉が少なく、最高性能を発揮できるモータ駆動装置を提供するものである。   As described above, the motor driving device of the present invention is a traveling vehicle with a plurality of wheels that travels on the track defined by the guide rail, and the motor driving device that controls the motor that drives each wheel is used for the traveling vehicle control. With distributed control while shifting the processing load, continuous control realizes well-balanced driving on a straight track and steering with driving wheels that do not rely on guide rails on curved tracks, and interference between driving wheels in all sections The present invention provides a motor drive device that can provide the best performance with few.

なお、ここではガイドレールで規定される軌道を、直線軌道および一定半径を持つカーブ軌道の組み合わせとして実施例を記載したが、これに限定されるものではなく、複雑なカーブの組み合わせにおいても効果がある。また走行台車を四輪駆動車として記載したが、これに限定されることはなく、六輪駆動や八輪駆動などより多数の駆動車輪を持つ走行台車や、ボギー台車を持たないような構造の異なる走行台車においても適用は可能である。   In this embodiment, the track defined by the guide rail is described as a combination of a straight track and a curved track having a constant radius. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is effective even in a complex curve combination. is there. Although the traveling cart is described as a four-wheel drive vehicle, the present invention is not limited to this, and the traveling cart having a larger number of driving wheels, such as six-wheel drive and eight-wheel drive, or a structure that does not have a bogie is different. It can also be applied to traveling carts.

さらに、本発明はガイドレールを用いない無人走行台車にも、一定の効果を発揮しうる。加えて重心移動による荷重の変化や、車輪のスリップに対する再粘着制御など、よりダイナミックな特性を補償する機能を付加することにより、走行制御の特性をさらに改善することができる。   Furthermore, the present invention can also exert certain effects on an unmanned traveling vehicle that does not use a guide rail. In addition, it is possible to further improve the characteristics of the running control by adding a function for compensating for a more dynamic characteristic such as a load change due to the movement of the center of gravity and a re-adhesion control for the slip of the wheel.

1 走行台車
101 制御演算部
102 コントローラ部
103 ドライバ部
104 台車位置指令
105 指令分周逓倍比
106 車輪位置指令
119 モータ位置
107 位置制御器
108 車輪速度指令
109 速度指令出力ゲイン
110 速度指令出力
111 速度指令入力
112 速度指令入力ゲイン
113 速度制御指令
114 速度検出器
115 モータ速度
116 速度制御器
117 モータ電流
118 モータおよび負荷
119 モータ位置
201 台車本体
202 前側ボギー台車
203 後側ボギー台車
204 左前輪
205 左後輪
206 右前輪
207 右後輪
301 直線軌道
302 カーブ軌道
303 直線ガイドレール
304 内側ガイドレール
305 外側ガイドレール
401 車載コントローラ
402、403、404、405 モータ駆動装置
406、407 ボギー台車旋回軸のスリップリング
408、409、410、411 モータ
501 台車位置指令生成機能
601 台車位置センサ
602 台車位置スケール
701 台車位置
702 フルクローズ位置制御器
703 台車速度指令
801 台車動作指令
802 台車位置指令生成器
1101 記憶部
1102 指令分周逓倍比補正値
1103 速度指令出力ゲイン補正値
1104 速度指令入力ゲイン補正値
1501 左前輪磁気センサ
1502 左後輪磁気センサ
1503 右前輪磁気センサ
1504 右後輪磁気センサ
1505 右回り磁気テープ
1601 内回り外部入力
1602 外回り外部入力
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Traveling carriage 101 Control calculating part 102 Controller part 103 Driver part 104 Carriage position command 105 Command frequency division multiplication ratio 106 Wheel position command 119 Motor position 107 Position controller 108 Wheel speed command 109 Speed command output gain 110 Speed command output 111 Speed command Input 112 Speed command input gain 113 Speed control command 114 Speed detector 115 Motor speed 116 Speed controller 117 Motor current 118 Motor and load 119 Motor position 201 Bogie body 202 Front bogie bogie 203 Rear bogie bogie 204 Left front wheel 205 Left rear wheel 206 Right front wheel 207 Right rear wheel 301 Straight track 302 Curve track 303 Straight guide rail 304 Inner guide rail 305 Outer guide rail 401 In-vehicle controller 402, 403, 404, 40 Motor drive device 406, 407 Bogie bogie pivot axis slip ring 408, 409, 410, 411 Motor 501 Cart position command generation function 601 Cart position sensor 602 Cart position scale 701 Cart position 702 Full-closed position controller 703 Cart speed command 801 Cart Operation command 802 Carriage position command generator 1101 Storage unit 1102 Command frequency division / multiplication ratio correction value 1103 Speed command output gain correction value 1104 Speed command input gain correction value 1501 Left front wheel magnetic sensor 1502 Left rear wheel magnetic sensor 1503 Right front wheel magnetic sensor 1504 Right rear wheel magnetic sensor 1505 Right-handed magnetic tape 1601 Inward external input 1602 Outer external input

Claims (12)

ガイドレールで規定される軌道上を走行台車が走行この走行台車は前記軌道走行用の複数の車輪と、前記複数の車輪の1つを駆動するモータおよびこのモータを制御する1つのモータ駆動装置とを前記複数の車輪に対応し複数備え、この複数のモータ駆動装置の1つのモータ駆動装置において、このモータ駆動装置に前記複数のモータ駆動装置に共通の前記走行台車の台車位置指令を入力とし、これに指令分周逓倍比を乗じて車輪位置指令に変換し、この車輪位置指令と実際の前記モータ駆動装置が制御する車輪位置から位置制御器で車輪速度指令を生成し、これに速度指令出力ゲインを乗じて速度指令出力を算出するコントローラ部と、前記複数のモータ駆動装置の速度指令出力のうち1つを速度指令入力とし、この速度指令入力に速度指令入力ゲインを乗じて速度制御指令を生成し、これに実際の前記モータ駆動装置が制御する車輪速度が追従するよう制御する速度制御器を持つドライバ部を具備するモータ駆動装置。 On a track defined by the guide rail traveling vehicle travels, the traveling vehicle wherein a plurality of wheels for track traveling, the plurality of motors and a single motor drive for controlling the motor for driving one of the wheels A plurality of devices corresponding to the plurality of wheels are provided, and in one motor driving device of the plurality of motor driving devices, a carriage position command of the traveling carriage common to the plurality of motor driving devices is input to the motor driving device. This is multiplied by the command frequency division / multiplication ratio to be converted into a wheel position command, and a wheel speed command is generated by the position controller from this wheel position command and the actual wheel position controlled by the motor drive device , and the speed is a controller unit for calculating the speed command output by multiplying the command output gain, the one of the speed command outputs of the plurality of motor drive apparatus with a speed command input, fast to the speed command input Command is multiplied by the input gain to generate a speed control command, the motor driving apparatus having a driver unit having a speed controller for controlling so that the wheel speed to follow this in practice of the motor driving device controls. 前記台車位置指令を入力とし、これと実際の台車位置からフルクローズ位置制御器で台車速度指令を生成し、これに速度指令出力ゲインを乗じて速度指令出力を算出するコントローラ部を具備する請求項1記載のモータ駆動装置。 A controller unit that receives the cart position command as an input, generates a cart speed command from the actual cart position by a full-close position controller, and multiplies the command by a speed command output gain to calculate a speed command output. 1. The motor driving device according to 1. 前記コントローラ部は、台車位置指令生成機能を具備する請求項1記載のモータ駆動装置。 The motor drive device according to claim 1, wherein the controller unit has a cart position command generation function. 前記コントローラ部は、ステップ外乱入力に対して定常偏差を持たない制御系であり、前記ドライバ部はすべて同一の制御系で、前記ステップ外乱入力に対して定常偏差を持つ0形の制御系である構成を具備する請求項1記載のモータ駆動装置。 The controller is a control system with no steady-state error with respect to step disturbance input, and all the driver has the same control system, is zero the form of a control system having a steady-state error to the step disturbance input The motor drive device according to claim 1, comprising the configuration. 前記ドライバ部の速度指令入力ゲインを、前記走行台車が直線軌道を一定速度で走行する期間の車輪回転量で更新する構成を具備する請求項1記載のモータ駆動装置。 The speed command input gain of the driver portion, the traveling carriage motor driving apparatus according to claim 1, further comprising a configuration to be updated in the wheel rotation amount of time that traveling on a straight track at a constant speed. 前記走行台車が直線軌道を一定の台車速度で走行したときのモータ速度を基準速度とし、カーブ軌道を同じ台車速度で走行したときのモータ速度とのカーブ速度比を、台車位置と対で記憶部に保存し、実際の走行時に現在の台車位置に応じて、前記カーブ速度比を前記
記憶部から読み出し、前記指令分周逓倍比および前記速度指令出力ゲインおよび前記速度指令入力ゲインを補正する構成を具備する請求項1記載のモータ駆動装置。
The traveling vehicles to the reference speed of the motor speed at the time of traveling on a straight track with a constant carriage velocity, the curve speed ratio of the motor speed when traveling along a curve track at the same carriage speed, in carriage positions and pair storage unit saved, in accordance with the actual running time of the current carriage positions, reads the curve speed ratio from said <br/> storage unit, the electronic gear ratio and the speed command output gain and the speed command input gain The motor driving device according to claim 1, further comprising a correcting structure.
前記記憶部の入力の1つである台車位置を、複数の台車区間に分割して、それぞれの台車区間ごとに前記カーブ速度比を記憶する構成を具備する請求項6記載のモータ駆動装置。 Which is one carriage positions of the input of the storage unit, in a plurality of carriages sections, each of the motor driving apparatus according to claim 6, wherein having a structure for storing the curve speed ratio for each bogie section. 前記複数の台車区間が、前記走行台車のすべての車輪が直線軌道にある直線区間と、前記走行台車の一部の車輪がカーブ軌道に入ったカーブイン区間と、前記すべての車輪がカーブ軌道にあるカーブ区間と、前記走行台車の一部の車輪がカーブ軌道から出て直線区間にあるカーブアウト区間から構成される請求項7記載のモータ駆動装置。 Said plurality of carriage section is a straight section that all the wheels of the traveling carriage is in the straight track, the Kabuin section a portion of a wheel of the traveling truck enters a curve track, wherein all wheels are in the curved track 8. The motor drive device according to claim 7, wherein the motor drive device is configured by a curve section and a curve-out section in which some of the wheels of the traveling carriage are out of the curve track and are in a straight section. 前記複数の台車区間の判定に、前記台車位置指令の代わりに、前記複数の車輪の各車輪が直線区間またはカーブ区間にいることを示す外部入力を用いて、前記複数のモータ駆動装置がそれぞれ制御するモータが駆動する車輪において、前記外部入力を内回り外部入力に接続し、左右対となる前記走行台車の車輪の外部入力を外回り外部入力に接続して、前記カーブ速度比を切り替える構成を具備する請求項7記載のモータ駆動装置。 The determination of the plurality of carriages intervals, instead of the carriage position command, each wheel of the plurality of wheels with an external input indicating that you are in the straight sections or curved sections, said plurality of motor driving device controls each in wheel motor is driven, the connecting an external input to the inward turning the external input, the wheels of the external input of the traveling carriage to be left-to-connect around the outside an external input comprises a configuration for switching the curve speed ratio The motor drive device according to claim 7. 前記複数の台車区間が、一定のカーブ速度比を持つ定常区間と、前記モータおよび前記モータ駆動装置で駆動可能な範囲でカーブ速度比をなめらかにつなぐ遷移区間を具備する請求項7記載のモータ駆動装置。 Said plurality of carriages interval, and constant intervals with a constant curve speed ratio, the motor and the comprises a transition section connecting the curve speed ratio smooth drivable range motor driving apparatus according to claim 7, wherein the motor drive apparatus. 前記記憶部に保存するカーブ速度比に、前記ガイドレールの軌道と前記走行台車の車輪配置から計算される理論値を用いる構成を具備する請求項6記載のモータ駆動装置。 The curve speed ratio stored in the storage unit, the guide rail of the track and motor driving device according to claim 6 having a structure using a theoretical value calculated from the wheel arrangement of the traveling carriage. 前記カーブ速度比として、前記走行台車の車輪が外回り(外輪)の場合は外輪軌道半径、前記走行台車の車輪が内回り(内輪)の場合は内輪軌道半径を分子とし、前記外輪と前記内輪の軌道中心半径を分母とした値の平方根を用いる構成を具備する請求項11記載のモータ駆動装置。
As the curve speed ratio, the outer ring raceway radius in the case of the wheel of the traveling carriage is outer loop (outer ring), the wheels of the traveling vehicles and molecules inner raceway radius in the case of inward turning (inner ring), the trajectory of the inner ring and the outer ring The motor drive device according to claim 11, comprising a configuration using a square root of a value having a center radius as a denominator.
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